CPU واحد پردازشی رایانه‌ها است که همه کم و بیش با آن آشنایی دارند؛ اما عملکرد آن به چه صورت است و چقدر اهمیت دارد؟

بنر ایرانی کارت
در دنیای فناوری آنچه بسیار کاربرد دارد، کلمات مخفف است؛ عبارت‌هایی که شاید تعدد آن‌ها باعث سردرگمی کاربران شود. یکی از این عبارات که اهمیت بالایی دارد CPU است. هنگام خرید کامپیوتر شخصی یا نوت‌بوک، مشخصه‌ای که باید بیش از همه به آن توجه کرد پردازنده است. شاید تصمیم‌گیری بین AMD و اینتل، دوهسته‌ای و چهارهسته‌ای، i3 و i7 به دلیل عدم دانش کافی از تفاوت آن‌ها برای کاربران دشوار باشد؛ به همین دلیل در این مطلب به ویژگی‌های سی پی‌ یو و میزان اهمیت هر بخش از آن خواهیم پرداخت.

سی پی‌ یو چیست؟
پردازنده

واحد پردازش مرکزی (CPU) که از آن با عنوان مغز رایانه یاد می‌شود، تنها واحد پردازشی رایانه نیست؛ اما مهم‌ترین آن‌ها به شمار می‌رود. پردازنده در واقع آن بخش از رایانه است که اقدامات، محاسبات و اجرای برنامه‌ها را بر عهده دارد.

پردازنده داده‌های دستوری را از RAM دریافت، کدگشایی و پردازش می‌کند و تحویل می‌دهد. سی پی‌ یو در انواع و اقسام دستگاه‌ها از رایانه‌ و لپ‌تاپ‌ گرفته تا گوشی‌ هوشمند، تبلت‌ و تلویزیون‌ هوشمند وجود دارد. این تراشه‌ی کوچک و معمولا مربع‌شکل روی بورد اصلی دستگاه‌ها قرار می‌گیرد و با سایر سخت‌افزارها برای اجرای رایانه‌ی شما در تعامل است.

طرز کار سی پی‌ یو

از اولین پردازنده‌هایی که ظهور کردند، تاکنون پیشرفت‌های زیادی در طول سالیان حاصل شده است. با این وجود، عملکرد پایه‌ی سی پی‌ یو شامل سه گام واکشی (Fetch)، رمزگشایی (Decode) و اجرا (Execute) به قوت خود باقی مانده است.

واکشی (Fetch)
واکشی به دریافت دستورالعمل گفته می‌شودY دستورالعملی که در غالب صفر و یک و از طریق رم به سی پی‌ یو ارسال می‌شود. هر دستور تنها بخش کوچکی از یک عملیات است. بنابراین، پردازنده نیازمند این است که بداند دستورالعمل بعدی چیست. نشانی دستور فعلی توسط یک شمارشگر برنامه (PC) نگه داشته می‌شود. سپس PC و دستورالعمل‌ها در قسمت ثبت دستور (IR) قرار می‌گیرند. بعد از آن طول PC افزایش پیدا می‌کند تا به نشانی دستورالعمل بعدی ارجاع دهد.

پردازنده صفر و یک

رمزگشایی (Decode)
وقتی یک دستور، واکشی و در IR ذخیره می‌شود، پردازنده دستور را به مداری به نام رمزگشای دستور منتقل می‌کند. این مدار دستور را به سیگنال‌هایی تبدیل می‌کند که برای فعالیت به بخش‌های دیگر پردازنده فرستاده می‌شود.

اجرا (Execute)
در گام نهایی، دستورها رمزگشایی شده برای تکمیل به بخش‌های مربوطه در پردازنده ارسال می‌شوند. نتایج معمولا در بخشی از پردازنده ثبت می‌شوند تا در دستورالعمل‌های آتی به آن‌ها رجوع شود. برای درک بهتر می‌توانید این روند را به عملکرد حافظه‌ی ماشین حساب تشبیه کنید.

تعداد هسته های سی پی‌ یو
در ابتدا سی‌پی‌یوها تنها یک هسته داشتند. این یعنی واحد پردازش مرکزی به انجام تنها یک مجموعه از وظایف محدود بود. این یکی از دلایلی بود که در آن زمان رایانه‌ها را با وجود تأثیرگذار بودن، نسبتا کند و وقت‌گیر می‌کرد. بعد از ساخت پردازنده‌ی تک‌هسته‌ای، تولیدکنندگان به فکر راه‌هایی برای ارتقاء عملکرد آن افتادند. یکی از این راه‌ها به ساخت سی پی‌ یو های چندهسته‌ای منتهی شد. به‌طوری‌که این روزها احتمالا عبارات دوهسته‌ای چهارهسته‌ای و حتی هشت‌هسته‌ای را فراوان شنیده‌اید.

سی‌پی‌یو CPU

یک پردازنده‌ی دوهسته‌ای به زبان ساده یعنی دو پردازنده مجزا روی یک تراشه. با افزایش تعداد هسته‌ها، سی‌پی‌یوها قادر به مدیریت پردازش‌های چندگانه به‌صورت هم‌زمان شدند. این موضوع منجر به افزایش عملکرد و کاهش زمان پردازش شد. دوهسته‌ای به سرعت راه را برای چهارهسته‌ای باز کرد و حتی پردازنده‌های هشت‌هسته‌ای پس از آن پدیدار شدند. امروزه به لطف فراریسمانی (Hyper-Threading) رایانه‌ی شما می‌تواند به گونه‌ای عمل کند که گویی ۱۶ هسته‌ی پردازشی دارد.

درک مشخصات سی پی‌ یو
داشتن دانش درباره‌ی عملکرد پردازنده و برندهای مختلف و تعداد هسته‌ها می‌تواند مفید باشد؛ اما گزینه‌های بسیاری در بازار وجود دارند که دارای مشخصات رده‌بالای یکسانی هستند. در این مواقع، مشخصه‌های دیگری وجود دارند که در زمان خرید به تصمیم‌گیری بهتر شما در انتخاب پردازنده کمک خواهند کرد.

موبایل در برابر دسکتاپ
رایانه‌ها همواره دستگاه‌های الکترونیکی بزرگی بوده‌اند که توسط منبع برق تغذیه می‌شدند. اما، حرکت به سمت موبایل و ظهور گوشی‌ هوشمند این وضعیت را به وجود آورد که ما همواره یک رایانه را همراه خود داریم. پردازنده‌های موبایل برای عملکرد بهینه با مصرف انرژی کم طراحی شده‌اند تا باتری دستگاه تا حد ممکن دیرتر خالی شود.

تولیدکنندگان پردازنده، پردازنده‌های موبایل و دسکتاپ خود را با وجود داشتن تفاوت زیاد به یک شکل نام‌گذاری می‌کنند و تنها پیشوندهای متفاوت برای آن‌ها در نظر می‌گیرند. پیشوند پردازنده‌های موبایل U است که نشان از فوق کم‌مصرف بودن دارد. HQ نشانه‌ی عملکرد بالای گرافیکی و HK ضمن گرافیک بالا، نشان‌دهنده‌ی قابلیت اورکلاک است. پیشوندهای دسکتاپ شامل K به معنی قابلیت اورکلاک و T به معنی کم‌مصرف بودن هستند.

پردازنده داده‌ها را به‌صورت مداوم دریافت نمی‌کند؛ بلکه داده‌ها در قالب تکه‌هایی به نام واژه (Word) به آن می‌رسند. پردازش به تعداد بیت‌هایی که در هر واژه وجود دارد محدود می‌شود. وقتی اولین بار پردازنده‌های ۳۲ بیت طراحی شدند، اندازه‌ی واژه‌ی دریافتی به طرز غیر قابل‌ باوری بزرگ به نظر می‌رسید؛ اما خیلی زود پشتیبانی از رم بالای ۴ گیگ به رایانه‌ها اضافه و راه برای پردازنده‌های ۶۴ بیت باز شد.

سی‌پی‌یو CPU

طراحی توان حرارتی
طراحی توان حرارتی در واقع میزان برق بیشینه‌ای است که پردازنده مصرف می‌کند و واحد آن وات است. یک پردازنده‌ی کم‌مصرف علاوه بر کاهش مصرف برق حسن دیگری نیز دارد و آن ایجاد گرمای کمتر است.

شکل سوکت پردازنده
پردازنده برای اینکه کار کند باید روی بورد اصلی سوار شود. بنابراین، هنگام انتخاب یک پردازنده باید مطمئن شوید که سوکت‌های مادربرد و پردازنده به هم می‌خورند.

کش L2 و L3
کش ال۲ و ال۳ حافظه‌ی اختصاصی پردازنده است که در هنگام پردازش مورد استفاده قرار می‌گیرد. هرچه حافظه‌ی کش بیشتر باشد سرعت عملکرد پردازنده نیز بالاتر خواهد بود.

مقالات مرتبط
چه تفاوتی بین Core i3 با Core i5 و Core i7 اینتل وجود دارد؟
کدام پردازنده لپ‌تاپ مناسب شما است؟
عملکرد پردازنده‌ هشت هسته‌ ای بهتر است یا چهار هسته‌ ای؟
چطور پردازنده‌ سیستم خود را اورکلاک کنیم؟
فرکانس
فرکانس به سرعت عملکرد پردازنده اطلاق می‌شود. قبل از ظهور پردازنده‌های چندهسته‌ای، فرکانس مهم‌ترین معیار سنجش بین سی‌پی‌یوها بود. امروزه، با وجود تغییر و تحولات زیاد همچنان فرکانس پردازنده نقش مهمی در عملکرد رایانه‌ها ایفا می‌کند. به‌طوری‌که یک پردازنده‌ی خیلی سریع دوهسته‌ای می‌تواند عملکرد بهتری از یک پردازنده‌ی کند چهارهسته‌ای داشته باشد.

مغزهای عملیات
سی پی‌ یو واقعا مغز رایانه است. هر عملیات محاسباتی در رایانه توسط پردازنده انجام می‌گیرد. در واقع وجود سایر اجزای کامپیوتر برای پشتیبانی از عملیات پردازنده است. پیشرفت‌های فناوری پردازنده، مانند فراریسمانی و چندهستگی؛ نقش مهمی در انقلاب فنی ایفا کرده‌‌اند.

با دانستن تفاوت بین پردازنده‌ی دوهسته‌ای اینتل i7 و پردازنده‌ی چهارهسته‌ای AMD X4 860K می‌توانید انتخاب سریع‌تر و آسان‌تری داشته باشید. همچنین می‌توانید با یک انتخاب متناسب با نیاز در هزینه‌های خود صرفه‌جویی کنید. ضمنا پردازنده با وجود اهمیت زیاد، همیشه تنها راه برای ارتقاء کامپیوتر شخصی شما نیستند.